共通言語基盤 (キョウツウゲンゴキバン) とは | 意味や読み方など丁寧でわかりやすい用語解説

共通言語基盤 (キョウツウゲンゴキバン) の読み方

日本語表記

共通言語基盤 (キョウツウゲンゴキバン)

英語表記

Common Language Infrastructure (コモンランゲージインフラストラクチャー)

共通言語基盤 (キョウツウゲンゴキバン) の意味や用語解説

共通言語基盤（Common Language Infrastructure、略称CLI）は、マイクロソフトが提唱し、ECMA（European Computer Manufacturers Association）およびISO（International Organization for Standardization）によって標準化された、ソフトウェア実行環境の仕様である。これは、.NET Frameworkやそのオープンソース実装である.NET（旧.NET Core）の中核をなすものであり、異なるプログラミング言語で書かれたプログラムが相互に連携し、共通の実行環境上で動作することを可能にするための基盤を提供する。CLIは、プログラマーが特定の言語に縛られることなく、それぞれの得意な言語でアプリケーションを開発し、それらが一体となって機能する柔軟なシステム構築を支援する。これにより、複数の言語を用いた開発チームが効率的に協力し、既存のコード資産を有効活用しながら、信頼性の高いアプリケーションを構築することが可能となる。 CLIの具体的な役割と構成要素は多岐にわたる。その中心的な思想は、どのようなプログラミング言語で書かれたコードであっても、最終的には共通の中間形式に変換され、共通の実行環境上で動作するようにすることにある。この目的を達成するために、CLIは主に四つの主要な概念によって成り立っている。 第一に、共通型システム（Common Type System、略称CTS）である。これは、CLIがサポートするすべてのデータ型を統一的に定義する仕様である。整数、浮動小数点数、文字列、オブジェクト、配列など、プログラミング言語が扱う基本的なデータ構造や型の定義を標準化する。これにより、C#で定義されたクラスをVB.NETから利用したり、F#で作成した関数にC#のオブジェクトを渡したりといった、異なる言語間でのシームレスなデータの受け渡しや型の一貫性が保証される。CTSは、オブジェクト指向プログラミングにおける継承やポリモーフィズムといった概念もサポートし、言語の壁を越えたオブジェクト指向設計を可能にする。すべてのCLI準拠言語は、このCTSに則って型を実装する必要があるため、言語間の互換性が確保されるのである。 第二に、共通言語仕様（Common Language Specification、略称CLS）がある。これは、CTSで定義された豊富な機能の中から、特に言語間での相互運用性を保証するために、すべてのCLI準拠言語が満たすべき最小限の機能セットとルールを定めたものである。CTSは非常に包括的な型システムを提供するが、特定の言語ではそのすべての機能をサポートしない場合がある。そこでCLSは、「異なる言語から利用される可能性のあるコードは、このCLSに準拠して記述されなければならない」というガイドラインを提供する。例えば、特定の言語がサポートしないような特殊な型や命名規則を使ってライブラリを作成した場合、そのライブラリはCLSに準拠していないため、他のCLS準拠言語から完全に利用できない可能性がある。CLSに準拠することで、開発者は自らが作成したコンポーネントが、他のCLI準拠言語からも問題なく利用できることを確信できる。 第三に、共通言語ランタイム（Common Language Runtime、略称CLR）である。これは、CLIの心臓部であり、CLIに準拠してコンパイルされたコードを実行するためのランタイム環境である。CLRは、アプリケーションの実行に必要な多岐にわたるサービスを提供する。具体的には、メモリ管理（ガベージコレクションによる自動的なメモリ解放）、セキュリティ管理（コードアクセスセキュリティによるリソースへのアクセス制限）、例外処理、スレッド管理、デバッグサポートなどが含まれる。開発者はこれらの複雑な機能の実装をCLRに任せることができるため、アプリケーションのビジネスロジックに集中できる。CLRの重要な機能の一つに、Just-In-Time（JIT）コンパイラがある。これは、後述する中間言語（IL）で書かれたコードを実行時にプロセッサが直接実行できるマシンコードに変換する役割を担う。JITコンパイラは、実行される部分のILコードのみを必要に応じてコンパイルし、一度コンパイルされたコードはメモリにキャッシュされるため、二回目以降の実行は高速になる。この動的なコンパイルにより、CLIは高いパフォーマンスと柔軟性を両立させている。 第四に、中間言語（Intermediate Language、略称IL）がある。これは、C#やVB.NET、F#などのCLI準拠プログラミング言語で書かれたソースコードが、各言語のコンパイラによって最初に変換される共通の低レベルな命令セットである。ILは、特定のCPUアーキテクチャやオペレーティングシステムに依存しない形式であり、一種の仮想マシンのアセンブリ言語と考えることができる。開発者がどのCLI準拠言語を選択しても、最終的に生成されるのはこのILコードであるため、異なる言語のプログラムがシームレスに連携できる基盤となる。ILコードは、先述のCLRのJITコンパイラによって、実行時にその環境に適したネイティブなマシンコードに変換される。この二段階のコンパイルプロセスにより、CLIは「一度書けばどこでも動く（Write Once, Run Anywhere）」という目標を達成し、クロスプラットフォームなアプリケーション開発を可能にしている。 これらの要素が組み合わさることで、共通言語基盤は現代のソフトウェア開発において非常に強力なプラットフォームを提供する。プログラマーは、得意な言語でコードを記述できる自由を享受しながら、異なる言語で書かれたライブラリやコンポーネントを容易に統合できる。また、CLRが提供する豊富なサービスにより、メモリリークやセキュリティの脆弱性といった一般的な問題から解放され、より堅牢で安全なアプリケーションを開発できる。プラットフォーム非依存性により、開発したアプリケーションをWindowsだけでなく、LinuxやmacOSなど、さまざまなオペレーティングシステム上で実行することも可能になる。このように、共通言語基盤は言語の壁をなくし、開発効率とアプリケーションの品質を高めるための、現代のソフトウェア技術における不可欠な要素となっている。